Assoziierte Einrichtung - Ernst Strüngmann Institute (ESI) for Neuroscience

Spiegelt sich die Tatsache, dass die Farbe Rot eine Signal- und Warnwirkung besitzt, im Gehirn wider?

Um bestimmte Hirnwellen zu erklären, muss es gar nicht kompliziert werden

ESI-Forschende untersuchen, wie das Gehirn auf die Vorhersagbarkeit von natürlichen Bildern reagiert

Kohärenz ist keine Voraussetzung für die Kommunikation zwischen Hirnarealen

Forschende entdecken Prinzip der dendritischen Konstanz

Wenn eine Gruppe von Nervenzellen mehrere Aufgaben im Gehirn gleichzeitig erledigt, wie ist deren Aktivität repräsentiert? Hat die Evolution für diese Herausforderung der neuronalen Verarbeitung immer dieselbe Lösung entwickelt, oder existieren artspezifische Eigenheiten? Um diese Fragen zu beantworten, arbeitet unsere Forschungsgruppe mit den zwei Tierarten, die am häufigsten in den Systemischen Neurowissenschaften untersucht werden: Mäuse und Primaten. Dafür beobachten wir in einem natürlichen Kontext visuell bedingte Entscheidungen und Reaktionen der Tiere. 

Mit dem Begriff „Kohärenz“ bezeichnet man in den Neurowissenschaften gleiche Schwingungen (Oszillationen), die zwischen Hirnarealen entstehen. Ist Kohärenz ein Kommunikationsmechanismus oder ein Nebenprodukt der anatomischen Verbundenheit? Unsere Experimente am Ernst Strüngmann Institute (ESI) for Neuroscience sowie ein Modell zeigten, dass – entgegen früherer Vermutungen – Kohärenz aus Kommunikation resultiert, basierend auf der anatomischen Verbundenheit verschiedener Hirnareale und ihrer oszillatorischen Leistung.

Unsere Wahrnehmung der Welt beruht auf der koordinierten Aktivität vieler Milliarden Nervenzellen im Gehirn. Wir am Ernst Strüngmann Institut (ESI) haben Hinweise auf eine Verarbeitungsstrategie gefunden, mit der unser Gehirn auf wiederholte Begegnungen mit einem visuellen Stimulus in kurzer Zeit effizienter reagiert. Die genaue Kenntnis dieser Mechanismen könnte in Zukunft Wege eröffnen, diese Fähigkeit therapeutisch nutzbar zu machen.

Alles was wir wahrnehmen, fühlen oder tun, entsteht durch die Kommunikation vieler Milliarden Neurone im Gehirn. Neuronale Kommunikation wird durch die Balance zwischen Hemmung und Erregung geformt. Wir am Ernst Strüngmann Institut haben jetzt eine neue Klasse von Nervenzellen entdeckt, die eine wichtige Rolle bei der reibungslosen Übermittlung von Informationen spielen könnten.

Bereits heute übertreffen künstliche intelligente Systeme in einigen Bereichen die Leistungen des menschlichen Gehirns. In natürlichen Systemen, vor allem in der Großhirnrinde, sind jedoch Verarbeitungsstrategien verwirklicht, die sich in wesentlichen Aspekten von denen künstlicher Systeme unterscheiden. Diese Strategien zu verstehen ist zentrales Anliegen unserer Forschung. Ein besseres Verständnis natürlicher intelligenter Systeme kann zur Aufklärung der Ursachen von krankheitsbedingten Störungen beitragen und zudem die Konzeption wesentlich effizienterer künstlicher Systeme erlauben.